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西門子PLC在德國的應(yīng)用
我們都知道西門子PLC是德國西門子的主要產(chǎn)品，為了讓人們更好地理解本產(chǎn)品，我們現(xiàn)在將介紹西門子PLC在德國的應(yīng)用領(lǐng)域。
目前，PLC已廣泛應(yīng)用于鋼鐵，石油，化工，電力，建材，機械制造，汽車，紡織，交通，環(huán)保，文化等各個行業(yè)。用法大致可分為以下幾類。
1、開關(guān)量的邏輯控制
這是PLCZUI的基礎(chǔ)和廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域。它取代了繼電器電路，實現(xiàn)了邏輯控制和順序控制。它不僅可以用于單臺設(shè)備的控制，還可以用于多機集群控制和自動化線路。如注塑機、印刷機、裝訂機、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍生產(chǎn)線等。
2、模擬量控制
在工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)量上有許多連續(xù)的變化，如溫度、壓力、流量、液位和速度都是模擬量。為了使可編程控制器能夠處理模擬量，必須在模擬量和數(shù)字量之間實現(xiàn)a/d轉(zhuǎn)換和d/a轉(zhuǎn)換。plc制造商生產(chǎn)支持的a/d和d/一個轉(zhuǎn)換模塊，允許可編程控制器用于模擬控制。
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西門子PLC在德國的應(yīng)用
3、運動控制
PLC可用于控制圓周運動或線性運動。從控制機構(gòu)配置的角度來看，早期使用開關(guān)I / O模塊來連接位置傳感器和致動器現(xiàn)在通常使用的運動控制模塊。例如可以驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。所有主要PLC制造商的產(chǎn)品幾乎都具有運動控制功能，廣泛應(yīng)用于各種機械，機床，機器人，電梯等。
4、控制
控制是指溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。PLC作為工業(yè)控制計算機，可以編制各種控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制中常用的一種調(diào)節(jié)方式。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也有此功能模塊。一般來說，PID處理是運行一個特殊的PID子程序?？刂茝V泛應(yīng)用于冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等領(lǐng)域。
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5、數(shù)據(jù)處理
現(xiàn)代PLC具有數(shù)字運算(包括矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算)、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位運算等功能。它可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理?？梢詫⑦@些數(shù)據(jù)與存儲在存儲器中的參考值進行比較以完成某些控制操作，也可以通過通信功能將這些數(shù)據(jù)傳送到其他智能設(shè)備，或者將它們打印并制成表格。數(shù)據(jù)處理一般用于大規(guī)?？刂疲鐭o控制的柔性制造，也可用于控制，如造紙、冶金、食品等行業(yè)中的一些大型控制。
6、通信及聯(lián)網(wǎng)
PLC通信包含PLC與PLC與其它智能設(shè)備之間的通信。隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展很快，所有的PLC廠商都具有PLC的通信功能，并引入了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。新生產(chǎn)的PLC具有通信接口，通信非常方便。
西門子總代理商
一年多以前，GE（通用電氣）*執(zhí)行官杰夫伊梅爾特設(shè)定了一個小目標，到2020年使通用電氣成為其中一家公司。當他這樣說時，這家美國工業(yè)*剛剛宣布成立數(shù)字部門（GE Digital）和為工業(yè)部門推出了的云服務(wù)平臺Predix。不久前，標題為“其中一家公司”的老德國競爭對手西門子也聽說過。不同之處在于，該公司的新任*營銷官Roland Busch在提及時沒有使用未來時態(tài) - “西門子是其中一家公司”。
_ 2007年，西門子以35億美元的高價贏得了其數(shù)字戰(zhàn)場、收購產(chǎn)品生命周期（PLM）和服務(wù)提供商UGS的門票。目前許多人還不清楚這一舉措。老工業(yè)集團收購公司的意圖是什么？在接下來的10年里，西門子從vistagy、camstar到近的Mentor Graphics的收購使其向“Industrial 4.0”的發(fā)展變得越來越明顯，但這當然不止如此。數(shù)字轉(zhuǎn)型在大多數(shù)地區(qū)都在蓬勃發(fā)展，西門子，一個有著百年歷史的制造業(yè)*，希望從中演繹出新的故事。
Roland Busch自1994年加入西門子以來，已經(jīng)在這家公司工作了20多年，但cto仍在他的新崗位上。布施正在經(jīng)歷他職業(yè)生涯的轉(zhuǎn)變。同樣，西門子也在經(jīng)歷自己的變化。"這既是一種漸進的發(fā)展，也是一種性質(zhì)。“這不僅是一個技術(shù)層面，也是一個商業(yè)突破。”
訪問期間，羅蘭布希與泰格嗅覺工廠分享了西門子在數(shù)字化變革方面的一些進展。
"從后面來"的思維領(lǐng)域
▲MindSphere是一種基于云的開放式操作，使工業(yè)企業(yè)能夠為關(guān)鍵設(shè)備車隊使用預(yù)防性，能源數(shù)據(jù)和工廠資源，從而有效地提供服務(wù)，甚至開辟新業(yè)務(wù)。
_在羅蘭·布?？磥?，思維空間有一些優(yōu)勢：
首先，西門子在工業(yè)領(lǐng)域的實踐。西門子PLC輸入模塊SM421-上海薺翔這些年來，西門子在制造業(yè)、工業(yè)、交通運輸、能源等領(lǐng)域積累的財富，已成為“思維領(lǐng)域”向工業(yè)企業(yè)提供服務(wù)的基礎(chǔ)。同時，西門子還將把各行業(yè)的深入知識和專長引入該平臺，并將其嵌入到該平臺的應(yīng)用中。
第二個是MindSphere的廣泛連接。“從理論上講，我們希望通過云平臺連接到所有工業(yè)設(shè)備，例如運輸設(shè)備，包括傳感器、燃氣輪機、建筑物和所有車輛上的設(shè)備。所以，我們的另一個很大的優(yōu)勢就是西門子可以連接的范圍很廣，目前還沒有一個企業(yè)可以有這樣的業(yè)務(wù)范圍。這一點很重要，因為任何數(shù)字化都是從連接設(shè)備、將設(shè)備連接到云和平臺，然后提高工作效率開始的。“
三是西門子的設(shè)備容量。“我們有建筑物、燃氣輪機、火車等設(shè)備，我們可以充分利用這些設(shè)備。”
▲目前，MindSphere不僅擁有寶鋼等大型制造企業(yè)，還擁有CRRC等基礎(chǔ)設(shè)施客戶，這些企業(yè)也向中小企業(yè)開放。然而，與前者相比，中小企業(yè)在接受這項新技術(shù)時會有更多的擔憂，例如資金問題和舊工廠設(shè)備。
▲ 新技術(shù)
▲與這樣的公司相比，在許多人看來，出生于制造業(yè)的西門子并不酷。但是，你可能不知道，今天，Zui的流行人工智能技術(shù)，西門子15年前開始研究。 “這項技術(shù)并不新鮮，不同之處在于數(shù)據(jù)量，現(xiàn)在可以擁有的歷史數(shù)據(jù)以及無限的處理能力。”西門子希望使用人工智能技術(shù)來創(chuàng)造智能。談到這一尖 端技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用，Busch已經(jīng)成長并提出了一些例子，例如Jane的數(shù)量。
西門子代理商
SIMATIC S7-300是一種模塊化的微型PLC，可以滿足中低端的性能要求。模塊化、無風扇設(shè)計、分布式結(jié)構(gòu)易于實現(xiàn)、操作方便，使Simatic S7-300成為中低端應(yīng)用中各種任務(wù)的經(jīng)濟、用戶友好的解決方案。CPU具有不同的性能等級和全系列用戶友好的模塊，允許用戶根據(jù)不同的應(yīng)用選擇適當?shù)哪K。當任務(wù)擴展時，可以通過使用附加模塊隨時升級控制器。
s7-300f型s7-300f型故障自動化可用于更高要求的設(shè)備。它可以控制立即停車，因此不會對人造成傷害。
S7≈300F以下要求：要求級別AK 1-AK 6符合DIN V 19250/DIN V VDE 0801
符合IEC61508要求的SIL1級SIL3
符合EN 954-1的1  -  4類
此外，該模塊還可用于S7-300F和故障模塊。因此，它可以創(chuàng)建一個*集成的控制，可以在不相關(guān)和相關(guān)任務(wù)共存的工廠中使用。使用相同的工具來配置和編程整個工廠。
S7-400
s7-400是一個簡單的控制器家族，能夠成為一個強大的plc。它可以成功地實現(xiàn)全集成自動化（tia）解決方案。s7-400是制造和工業(yè)解決方案的自動化平臺。它的主要特點是模塊化結(jié)構(gòu)和性能儲備。
本公司致力于西門子高性能自動化和驅(qū)動產(chǎn)品的專業(yè)推廣，經(jīng)營產(chǎn)品的范圍包括：LOGO！通用模塊：SIMATICS7-200、S7-300、S7-400系列可編程控制器、SIMATICHMI面板、工控機、編程器、工業(yè)PROFIBUS、以太網(wǎng)、無線通信等相關(guān)產(chǎn)品；正版PCS7、WinCC配置、STEP7編程、SITOP工業(yè)開關(guān)電源、通用、工程類變頻器、直流調(diào)速裝置等。隨著技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品的周轉(zhuǎn)，產(chǎn)品的出現(xiàn)層出不窮，我們公司遵循西門子的步驟為客戶提供自動化產(chǎn)品：SIMATICS7-1200系列PLC、SIMATIC基本HMI面板、G120、G130、G150、S120等新的SINAMICS系列驅(qū)動產(chǎn)品；PCS7V7.1和STEP7基本平臺等。公司各類產(chǎn)品齊全，數(shù)量充足，客戶可以大量的現(xiàn)貨需求，保證工期的進度。
     載波頻率:載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的，電機參數(shù):變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機的功率，電流，電壓，轉(zhuǎn)速，頻率，這些參數(shù)可以從電機銘牌中直接得到。 乃召而復之，燕文公薨，子易王立，衛(wèi)成侯薨，子平侯立，顯王三十七年(己丑，公元前三三二年)秦惠王使犀首欺齊，魏，與共伐趙，以敗從約，趙肅侯讓蘇秦，蘇秦恐，請使燕，必報齊，蘇秦去趙而從約皆解，趙人決河水以灌齊。 取都鄙七十三，魏敗趙師于北藺，威烈王五年(庚戌，公元前三七一年)魏伐楚，取魯陽，韓嚴遂弒哀侯，國人立其子懿侯，初，哀侯以韓廆為相而愛嚴遂，二人甚相害也，嚴遂令人刺韓廆于朝，廆走哀侯，哀侯抱之，人刺韓廆。 欺其百姓，甚者欺其兄弟，欺其父子，上不信下，下不信上，上下離心，以至于敗，所利不能藥其所傷，所獲不能補其所亡，豈不哀哉，昔齊桓公不背曹沫之盟，晉文公不貪伐原之利，魏文侯不棄虞人之期，秦孝公不廢徙木之賞。
     客戶是公司成立之初所確立的宗旨，在公司的嚴格要求和員工們不折不扣地貫徹執(zhí)行下發(fā)展延續(xù)至今，[假一罰十"一直是我公司的主動承諾，承若一:1，保證全新*承諾二:2，保證售后服務(wù)質(zhì)量承諾三:3。
     24VDC)高速6ES7322-1CF00-0AA0西門子SM322開出模塊(8點，48-125VDC)6ES7322-8BF00-0AB0西門子SM322開出模塊(8點，24VDC)診斷能力6ES7322-5GH00-0AB0西門子SM322開出模塊(16點。
     ，，48V帶LEDSF(組故障)每包裝5個6ES7131-4EB00-0AB02路開關(guān)量輸入120VAC(5塊)6ES7131-4FB00-0AB02路開關(guān)量輸入230VAC(5塊)6ES7131-4RD00-0AB04路開關(guān)量輸入DC24VNAMUR15MM寬。
     24/48VDC)336ES7321-1CH20-0AA0開入模塊(16點，48/125VDC)346ES7322-1BH01-0AA0開出模塊(16點，24VDC)356ES7322-1BH10-0AA0開出模塊(16點。

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SIMATIC S7-400 信號模塊

模塊概述

概述

• 描述

• 設(shè)計和功能

描述

信號模塊是控制器進行過程操作的接口。許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項任務(wù)的要求，準確提供輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流范圍、電絕緣、診斷和警報功能等方面都存在著差別。S7-400 信號模塊不僅是能夠在機架擴展，而且可以通過 PROFIBUS DP 連接到 S7-400 控制器。支持熱插拔，這使更換模塊變得極其簡單。

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設(shè)計和功能

安裝簡便

通過前連接器連接傳感器/執(zhí)行器。更換模塊后，只需將前連接器插入相同類型的新模塊中，并保留原來的布線。前連接器帶自動編碼功能可避免發(fā)生錯誤。S7-400 也可以檢測前連接器是否已插入。

快速連接

SIMATIC TOP 連接使連接變得更加簡單、快速?？墒褂妙A(yù)先裝配的帶有單個電纜芯的前連接器，和帶有前連接器模塊、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng)。

高組裝密度

模塊中為數(shù)眾多的通道實現(xiàn)了節(jié)省空間的設(shè)計。例如，可使用帶有 16 至 32 個數(shù)字通道和 8 至 16 個模擬通道的模塊。

簡單參數(shù)設(shè)置

使用 STEP 7 對這些模塊進行組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，并且不需要進行不便的轉(zhuǎn)換設(shè)置。數(shù)據(jù)進行集中存儲，如果更換了模塊，數(shù)據(jù)會自動傳輸?shù)饺履K，避免發(fā)生任何設(shè)置錯誤。使用新模塊時，無需進行軟件升級。可根據(jù)需要復制組態(tài)信息，例如用于標準機器。

診斷、中斷

許多模塊還會監(jiān)控信號采集（診斷）和從過程（過程中斷，例如邊沿檢測）中傳回的信號。這樣便可對過程中出現(xiàn)的錯誤（例如斷線或短路）以及任何過程事件（例如數(shù)字量輸入時的上升沿或下降沿）立刻做出反應(yīng)。使用 STEP 7，即可輕松對控制器的響應(yīng)進行編程。在數(shù)字量輸入模塊上，每個模塊可以觸發(fā)多次中斷。

功能模板

S7-400 功能模板

綜述

• 描述：

• 應(yīng)用范圍

• 效益

• 設(shè)計和功能

• 模塊類型

描述：

多種S7-400 系列 功能模板可以進行模塊定制來滿足多變的任務(wù)。
除了帶有集成功能和接口的 CPU，還有豐富的采用 S7-400 設(shè)計的特殊模塊供技術(shù)使用。

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應(yīng)用范圍

• 木材、玻璃、石料和金屬加工

• 包裝機械

• 印刷

• 一般機器制造

• 機床

• 紡織機

• 橡膠和塑料行業(yè)

• 工廠

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效益

• 高等級的精度和動態(tài)響應(yīng)

• 帶有豐富功能的和通用模塊

• 不涉及 CPU，因為功能保存在每個模塊的固件里

• 快速的響應(yīng)時間（確定性的動態(tài)響應(yīng)）

• 使用組態(tài)工具進行工程組態(tài)，集成到 STEP 7 中

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設(shè)計和功能

功能模塊是能夠執(zhí)行技術(shù)任務(wù)并因此降低 CPU 負荷的智能模塊。它們可以使用在需要高等級的精度和動態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用中。

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模塊類型

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DP總線通訊功能概述

S7-300/400與SINAMICS S120 之間通過DP總線可進行周期性及非周期性數(shù)據(jù)通訊。使用標準S7功能塊SFC14/SFC15，S7-300/400PLC通過PROFIBUS周期性通訊方式可將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動器；使用標準S7功能塊SFC58 / SFC59，可以實現(xiàn)非周期性數(shù)據(jù)交換，讀取或?qū)懭腧?qū)動器的參數(shù)。

二、S7-300/400與S120裝置的連接

三、驅(qū)動器站地址設(shè)置

1. 驅(qū)動裝置的PROFIBUS通訊地址設(shè)置有兩種方法：

(1) 通過CU控制單元上的撥碼開關(guān)實現(xiàn)地址設(shè)置，有效地址值為：1…126,本例中地址設(shè)置見下圖。

注意：通過撥碼開關(guān)改變地址時應(yīng)斷掉變頻器電源

(2) 在撥碼開關(guān)全部撥到OFF或ON狀態(tài)時可以利用參數(shù)P918設(shè)置地址,否則

P918參數(shù)中設(shè)置的地址是無效的。

驅(qū)動裝置的PROFIBUS 通訊波特率默認為：1.5Mbps

2. 在S7-300/400的硬件組態(tài)中設(shè)定的驅(qū)動裝置站地址應(yīng)與驅(qū)動裝置的站地址*。

圖.1
 

四、通訊報文設(shè)置

對于不同的驅(qū)動裝置只有特定的報文結(jié)構(gòu)能被選用，詳細描述請參考：SINAMICS_S120_Commissioning_Manual。表1為常用報文。

表1.

報文格式999為用戶自定義報文，當用戶選擇此報文格式時，電機的起、?？刂莆坏刃枳约鹤鲫P(guān)聯(lián)。此時必須將PLC控制請求置1（P854=1）。

注意：用戶可在S7-300/400硬件配置時根據(jù)需要配置報文結(jié)構(gòu)，配置結(jié)束后進行
編譯保存；之后打開Starter，核對報文結(jié)構(gòu)是否*，若不*需在Starter
中打開“configuration”做調(diào)整后點擊“Transfer to HW config”按鈕。

圖.2

DC/AC 驅(qū)動裝置報文設(shè)定

圖.3

五、用DP總線對電機起、停及速度控制

S7-300/400PLC通過PROFIBUS周期性通訊方式將控制字1(CTW1)和主設(shè)定值(NSETP_B)發(fā)送至驅(qū)動器。

(1) 控制字中Bit0做電機的起、?？刂?。

(2) 主設(shè)定值為速度設(shè)定值，頻率設(shè)定值和實際值要經(jīng)過標準化，使得4000H(十六進制)對應(yīng)于，發(fā)送的頻率(值)為7FFFH(200%)。可以在P2000中修改參考頻率(缺省值為50Hz)。

(3) 組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD=2或自由報文999時，在S7-300/400 中可用“MOVE”指令進行數(shù)據(jù)傳送；當組態(tài)的報文結(jié)構(gòu) PZD>2，在S7-300/400中需調(diào)用SFC14和SFC15系統(tǒng)功能塊。

? SFC14(“DPRD_DAT”)用于讀Profibus 從站的過程數(shù)據(jù)

? SFC15(“DPWR_DAT”)用于將過程數(shù)據(jù)寫入Profibus 從站

例子：SERVO_02 ”控制字、主設(shè)定值的發(fā)送及狀態(tài)字、實際頻率的讀取程序

(1) 控制驅(qū)動器運行：

通過先發(fā)送控制字(STW1)047E然后發(fā)送047F來啟動驅(qū)動器，該數(shù)據(jù)控制字在DB10.DBW8(見圖4)中，主設(shè)定值在DB10.DBD10中設(shè)定，運行信號為M1.0。這些值均通過變量表VAT_2設(shè)定及監(jiān)控?？刂瞥绦蛞妶D3。

（2）停止驅(qū)動器：

應(yīng)發(fā)送控制字047E至驅(qū)動器。

（3）讀取驅(qū)動器狀態(tài)字及頻率實際值：

PLC接收狀態(tài)字1(ZSW1)，存放在DB10.DBW0中；接收驅(qū)動器傳來的頻率實際值，存放在DB10.DBD2中。